美国《科学》杂志22日公布了其评选的2016年十大科学突破,有“时空涟漪”之称的引力波被发现当选今年头号突破。博科园
“当记者和编辑聚在一起讨论(今年的)重大科学新闻时,我们没有花很多时间就选出了‘年度头号突破’,”《科学》新闻编辑蒂姆·阿彭策勒在一份声明中说,“2016年里有许多了不起的成就,但引力波的发现比其他所有事件高出一筹。”
发现引力波无悬念拔头筹
今年2月,参与美国“激光干涉引力波天文台(ligo)”项目的研究人员联合宣布,他们利用ligo的两个探测器于2015年9月14日探测到来自两个黑洞合并产生的引力波信号。这填补了爱因斯坦广义相对论实验验证中最后一块缺失的“拼图”。
《科学》杂志的解读文章说,引力波的发现证实了爱因斯坦在一个世纪前的预测,“震动了科学界”。这一成功来之不易,因为爱因斯坦本人都曾怀疑引力波是否真的存在,而且即便存在,也可能由于信号太弱而无法探测。“现在,物理学家正热切期待接下来会发生什么,因为引力波能以全新的方式来探索宇宙。”
引力波的发现今年以来已获得多个国际重要奖项,包括一年一度的美国“科学突破奖”,它也入选英国《自然》杂志评选的2016年度重大科学事件。
引力波是一种时空涟漪,如同石头被丢进水里产生的波纹。黑洞、中子星等天体在碰撞过程中有可能产生引力波。100年前,爱因斯坦的广义相对论预言了引力波的存在。广义相对论的其他预言如光线的弯曲、水星近日点进动以及引力红移效应都已获证实,唯有引力波一直徘徊在科学家的“视线”之外。
上世纪70年代,曾有美国科学家在观测双星系统的过程中,发现引力波存在的间接证据,并因此获得1993年诺贝尔物理学奖。
在《物理学评论通讯》杂志发表的新研究中,科学家探测到的是由黑洞合并产生的一个时间极短的引力波信号,持续不到1秒。它经过13亿年的漫长旅行,于2015年9月14日抵达地球,被刚改造升级的ligo的两个探测器以7毫秒的时间差先后捕捉到。
据研究人员估计,两个黑洞合并前的质量分别相当于36个和29个太阳质量,合并后的总质量是62个太阳质量,3个太阳质量的能量以引力波的形式在不到1秒的时间内释放,释放的峰值能量比整个可见宇宙释放的能量还要高出约50倍。
ligo是美国分别在路易斯安那州利文斯顿市与华盛顿州小城汉福德市建造的两个引力波探测器,改造升级后其探测灵敏度大幅提高。10多个国家超过1000名科学家参与了这个搜寻引力波的项目。(综合新华社消息)
《科学》杂志:明年四大主题值得关注
据新华社华盛顿12月22日电(记者 林小春)美国《科学》杂志22日发表对2017年科学展望的文章,认为有四大主题值得关注。
第一,美国总统选举结果和英国脱欧公投对科研的影响。文章说:“对许多科学家来说,大西洋两岸惊人的选举(公投)结果可能是2016年度‘崩溃’事件。”美国当选总统特朗普对气候变化问题态度消极,这不是好兆头。
研究人员还担心,美国国会和白宫都受共和党控制,而共和党曾表示要削减国内开支,并对涉及胎儿组织和胚胎干细胞等的研究课题持反对态度。在欧洲,英国退出欧盟的投票结果,将减少英国参与欧洲研究项目以及往返英国和欧洲大陆的学生和研究人员的流动。
第二,突破胚胎培育时间限制。2016年,科学家在实验室中让人类胚胎发育至近两周,打破了之前9天的纪录。这项研究成果有可能会带来新的研究,但也掀起新一轮伦理争论。几十年来,研究用胚胎发育时间不超过14天的伦理限制已被广泛接受。是否应该突破这个界限,允许科学家研究14天到28天大的胚胎呢?英国两个研究团队12月就此召开研讨会,一些生物学家希望这将有助于促进广泛的公众讨论。
第三,寨卡疫苗测试。寨卡疫苗的效果将在2017年得到验证。迄今,接受测试的几乎每一种候选寨卡疫苗都能为猴子提供完全的保护,其中至少有3种疫苗开始了小规模人体试验,以评估它们的安全性与激发免疫反应的能力。如果这些疫苗通过测试,那么将在明年进行有效性临床试验。但有两个关切可能会延缓疫苗研发进展。一是理论上寨卡病毒抗体可能会与近亲登革病毒发生交叉反应,从而让人们容易感染高致命性的登革热;二是寨卡疫情在拉丁美洲传播非常迅速,许多拉美人可能出现了免疫力,这会掩盖疫苗的效果。
第四,搜索太阳系第九大行星。在冥王星遭“降级”后,太阳系只剩下八大行星,但今年1月,天文学家宣布他们发现了太阳系中可能存在第九大行星的证据。这是一个像海王星大小的行星,其轨道周期为15万年左右。科学家尚未直接观测到这颗行星,而是通过太阳系边缘的一些冰冻天体轨道所受引力推算出来的,此后他们还发现了这颗行星存在的更多迹象。现在,几个科研团队正利用大型望远镜搜寻“行星九”。
另外9个重大科学突破
发现离我们最近的系外行星
比邻星是距太阳系最近的恒星,今年天文学家发现一颗环绕比邻星运行的类地球行星,其表面温度理论上适合液态水存在。他们认为这个新发现的世界为详细研究太阳系外行星提供了最佳机会。